Die Verwendung von Standard-Siliziumsolarzellen und die gleichmäßige Beschichtung derer Textur mit der Perowskit Topzelle sind wichtige Voraussetzungen für eine industrielle Herstellung von Tandemsolarzellen. „Die pyramidenförmige Oberfläche der Silizium-Solarzellen ist allerdings eine Herausforderung für die zweite Teilzelle des Tandems“, erklärt Juliane Borchert. Sie arbeitet als Gruppenleiterin Perowskitmaterialien und Grenzflächen am Fraunhofer ISE.
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Um die Perowskit-Schicht gleichmäßig auf solch einer Oberflächenstruktur auftragen zu können, brauche es eine spezielle Methode. „Wir arbeiten hier an einem kombinierten hybriden Prozess aus Aufdampfen und nasschemischer Abscheidung“, sagt Borchert. Die Perowskit-Schicht der Topzelle wurde auf einer industriell texturierten Silizium-Heterojunction-Solarzelle mittels hybrider Herstellungsroute abgeschieden. Denn industrielle Silizium-Solarzellen haben auf der Oberfläche eine Textur aus Mikrometer großen Pyramiden. So könne sie mehr Licht in die Solarzelle leiten und Reflexionsverluste reduzieren.
Rekord für Perowskit-Silizium-Solarzelle zertifiziert
Diesen Industriestandard als Grundlage für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen zu verwenden, führt demnach zu höheren Energieerträgen. Zudem erleichtert es die Integration des neuen Zelltyps in etablierte Herstellungsprozesse. Der Wirkungsgrad von 31,6 Prozent wurde durch das Callab des Fraunhofer ISE zertifiziert und ist laut dem Institut der bisher höchste Wert für eine Perowskit-Silizium-Solarzelle – bestehend aus einer industriell texturierten Silizium-Solarzelle und der Verwendung der hybriden Abscheideroute für die Perowskit-Schicht.
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„Für diesen Wert haben wir uns auf die Perowskit-Oberzelle konzentriert und insbesondere die Passivierung zwischen der Perowskit-Schicht und der Elektronenleitungsschicht optimiert“, ergänzt Borchert. Weitere Effizienzsteigerungen hält sie für möglich. (nhp)
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